基于多维多点虚拟激励法对转向架构架随机振动疲劳寿命预测

发布时间：2021-11-28 08:43

　　针对轨道车辆运行中受到来自轨道不平顺的多维多点随机激励,采用多维多点虚拟激励法求解其的动力响应。建立某地铁列车的车体、构架、轮对之间相互作用的有限元模型,通过在有限元模型激励处置入大质量,并将推导出的多维多点力功率谱密度矩阵施加于大质量上,运用绝对位移直接求解运动方程,再利用三区间法对转向架构架焊缝疲劳薄弱位置进行寿命预测。计算结果显示,构架的刚性沉浮、横摆、点头模态与弹性扭转模态对其疲劳寿命有较大的影响;研究过程表明,基于多维多点虚拟激励法的振动疲劳计算方法避免了传统虚拟激励法求解拟静态矩阵的繁琐,从而能更高效、快速地求解出车辆运行时的动力响应,同时可为转向架构架从刚度协调的角度提高抗疲劳能力及优化设计提供一种新的途径。 

【文章来源】：振动与冲击. 2020,39(22)北大核心EICSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

轨道车辆结构简图

轨道车辆受轨道不平顺激励示意图

车辆在运行过程中,系统的振动响应需要同时考虑轨道不平顺及车速的影响[13-14]。当地铁列车以速度V=120 km/h驶过美国四级线路轨道不平顺功率谱密度(Ω)时,其时间频率(f)的轨道谱密度与空间频域(Ω)的轨道谱密度转化关系为表1 试验用砂物理指标Tab.1 Physical indexes of the sand used in the tests 频率/Hz 主振型 频率/Hz 主振型 0.30～1.40 车体六种刚性运动 24.92 构架伸缩 7.21 构架沉浮 28.27 构架摇头 9.73 构架横移 39.78 构架扭转 14.78 构架点头 62.08 构架垂向弯曲 19.03 构架侧滚 76.28 构架菱形变形

【参考文献】：
期刊论文
[1]高速动车组时频域响应特征及振动传递特性研究[J]. 徐宁,任尊松,薛蕊.  铁道学报. 2019(02)
[2]转向架构架模态频率与疲劳损伤参数敏感性研究[J]. 李国栋,王建斌,曾京.  机械工程学报. 2018(04)
[3]高速列车车体模态贡献量对振动的影响分析[J]. 贺小龙,张立民,鲁连涛,邱飞力.  铁道学报. 2017(12)
[4]基于频域法的转向架构架疲劳寿命研究[J]. 朱涛,肖守讷,阳光武,刘建树.  机械强度. 2016(01)
[5]直接求解多维多点地震动方程的虚拟激励法[J]. 贾宏宇,郑史雄.  工程力学. 2013(03)
[6]多维多点虚拟激励法在ANSYS中的应用[J]. 贾宏宇,郑史雄,陈冠桦.  地震工程与工程振动. 2012(04)
[7]基于虚拟激励法的轨道车辆垂向振动响应分析[J]. 孟建军,杨泽青,蒲光华,胥如迅.  中国铁道科学. 2012(02)
[8]绝对位移直接求解的虚拟激励法[J]. 李永华,李思明.  振动与冲击. 2009(10)
[9]磁浮车辆运行平稳性的虚拟激励分析方法[J]. 周劲松,李大光,沈钢,任利惠,张祥韦.  交通运输工程学报. 2008(01)

博士论文
[1]结构振动疲劳寿命分析方法研究[D]. 王明珠.南京航空航天大学 2009

硕士论文
[1]高速转向架构架疲劳强度研究[D]. 张勇阳.西南交通大学 2016



本文编号：3524099